[發(fā)明專利]一種海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010085209.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN111188739A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛宇;張陽(yáng);崔元貞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類號(hào): F03D17/00
• 分類號(hào): F03D17/00
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張曉

本發(fā)明公開了一種海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法：該系統(tǒng)包括安裝在風(fēng)機(jī)機(jī)艙底部并可豎直向下發(fā)射激光的第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器，安裝在輪轂處的長(zhǎng)焦攝像機(jī)，安裝在風(fēng)機(jī)塔架上的震動(dòng)檢測(cè)傳感器和沿塔架周向間隔90°設(shè)置的四個(gè)聲學(xué)檢測(cè)傳感器，上述的第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、長(zhǎng)焦攝像機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)傳感器和聲學(xué)檢測(cè)傳感器分別通過傳輸模塊與數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換模塊連接。本發(fā)明所公開的海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)海上風(fēng)力機(jī)運(yùn)行的不同載荷環(huán)境，基于激光檢測(cè)和聲學(xué)信號(hào)特征檢測(cè)，可以提升海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。四個(gè)聲學(xué)檢測(cè)傳感器間隔90°成直角排列，可以在風(fēng)機(jī)偏航時(shí)也能有效的檢測(cè)風(fēng)機(jī)噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)葉片安全性監(jiān)測(cè)只能依靠在輪轂處的長(zhǎng)焦攝像機(jī)獲取葉片的運(yùn)動(dòng)形態(tài)，然后分析圖片中的葉片形狀，進(jìn)而確定故障問題，這種方法對(duì)攝像機(jī)的性能要求較高，對(duì)問題的分析較模糊，主觀性強(qiáng)，而且一旦葉片出現(xiàn)問題無法判斷具體是哪一片葉片，增加運(yùn)維難度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于：包括安裝在風(fēng)機(jī)機(jī)艙底部并可豎直向下發(fā)射激光的第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器，安裝在輪轂處的長(zhǎng)焦攝像機(jī)，安裝在風(fēng)機(jī)塔架上的震動(dòng)檢測(cè)傳感器和沿塔架周向間隔90°設(shè)置的四個(gè)聲學(xué)檢測(cè)傳感器，上述的第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、長(zhǎng)焦攝像機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)傳感器和聲學(xué)檢測(cè)傳感器分別通過傳輸模塊與數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換模塊連接，控制器與數(shù)據(jù)收集轉(zhuǎn)換模塊連接并可控制上述的第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、長(zhǎng)焦攝像機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)傳感器和聲學(xué)檢測(cè)傳感器工作，數(shù)據(jù)顯示終端與控制器連接。

進(jìn)一步的，第一激光發(fā)射器發(fā)出的激光與風(fēng)機(jī)塔架之間的距離為6m，第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光與風(fēng)機(jī)塔架之間的距離為3m。

進(jìn)一步的，在風(fēng)機(jī)各葉片的葉尖處涂有不同顏色的光滑顏色涂層。

進(jìn)一步的，聲學(xué)檢測(cè)傳感器為微信號(hào)聽診器。

進(jìn)一步的，在風(fēng)機(jī)海樁基礎(chǔ)的周向上也間隔90°設(shè)置四個(gè)聲學(xué)檢測(cè)傳感器，所述的聲學(xué)檢測(cè)傳感器采用微信號(hào)聽診器。

進(jìn)一步的，還包括設(shè)置于風(fēng)機(jī)葉片葉尖在塔架上的投影位置處的聲發(fā)射裝置，該聲發(fā)射裝置通過中央處理器和執(zhí)行設(shè)備與控制中心相連接，聲發(fā)射裝置包括聲發(fā)傳感器和聲波傳感器，中央處理器包括采集運(yùn)算模塊、安全監(jiān)測(cè)模塊和映射配置模塊。

一種海上風(fēng)電風(fēng)機(jī)健康狀態(tài)及海浪聲波監(jiān)測(cè)方法，使用上述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其改進(jìn)之處在于：風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中如果葉片觸及第一激光發(fā)射器的激光時(shí)，控制器打開微信號(hào)聽診器對(duì)葉片運(yùn)動(dòng)的聲學(xué)信號(hào)進(jìn)行采集并回傳至控制器，控制器根據(jù)內(nèi)設(shè)的葉片故障問題診斷算法定位葉片故障類型并判斷故障是否需要停機(jī)檢修；如果葉片形變繼續(xù)增大并觸及第二激光發(fā)射器的激光時(shí)，控制器打開長(zhǎng)焦攝像機(jī)拍攝葉片外形，根據(jù)葉片損壞程度判斷是否需要停機(jī)保護(hù)葉片；此外第一激光發(fā)射器和第二激光發(fā)射器還可以通過葉片葉尖處不同顏色涂層反射回不同色譜的激光來確定出現(xiàn)形變較大的葉片；震動(dòng)檢測(cè)傳感器檢測(cè)風(fēng)機(jī)塔架的震動(dòng)信號(hào)并實(shí)時(shí)輸送至控制器，如果塔架的震動(dòng)距離超過設(shè)定值，則觸發(fā)報(bào)警停機(jī)。